Zyklenfestigkeit: Kolumne, Teil 7

Batterien und ihre industrielle Anwendung:


Wenn es um die sichere Energieversorgung ohne vorhandenen Netzanschluss sowie auch bei Netzausfall oder kurzen Netzunterbrechungen geht, kommt man an dem Thema Batterie nicht vorbei. In der letzten Kolumne haben wir uns mit dem Einfluss der Temperatur auf Batterien und deren Lebensdauer beschäftigt. Diesmal wollen wir uns der Zyklenfestigkeit von Blei-Batterien zuwenden.

Ein für den Anwender ebenso wichtiges Kriterium einer Batterie wie die Kapazität, ist die Zyklenfestigkeit. Was ist jedoch die Zyklenfestigkeit? Ein Zyklus ist eine Entladung mit darauf folgender Ladung. Unter der Zyklenfestigkeit versteht man die Angabe, wie oft eine Batterie entladen und danach wieder aufgeladen werden kann, bis ihre Kapazität einen gewissen Wert unterschreitet.

Dazu muss man wissen, dass Batterien für zyklische Anwendungen wie z. B. in Solaranlagen oder Geräten die über keine permanente Stromversorgung verfügen, optimiert werden können. Für solche Anwendungen sind Blei-Batterien mit Gel-Elektrolyt besser geeignet, als Batterien in Vlies-Technologie (AGM) da man Gel-Batterien mehrfach so oft laden und entladen kann, bis ihre Kapazität auf unter 60% Nennkapazität abnimmt. Vor allem bei Solarbatterien ist eine Zyklenfestigkeit wichtig, da sie tagsüber aufgeladen und nachts entladen werden. Bei einer Solar-Gel-Batterie gibt es darüber hinaus noch spezielle Zusätze im Elektrolyt, um die Batterien für den Solareinatz zusätzlich zu optimieren.

Die Zyklenfestigkeit einer Batterie ist aber nicht nur von der Konstruktion und der Technologie (Classic, AGM oder Gel), sondern auch von der Tiefe der jeweiligen Entladung abhängig. Wenn eine Batterie zu 100% entladen wird, kann dies mit z.B. einer Sonnenschein A600 Solar 1700 mal gemacht werden. Die Zyklenfestigkeit ist somit bei 100%-iger Entladung 1700 Zyklen. Wenn die gleiche Batterie aber immer nur zu 50% entladen wird, kann dies 3400 mal gemacht werden. Die Zyklenfestigkeit ist somit bei 50%-iger Entladung 3400 Zyklen. Wenn die gleiche Batterie sogar immer nur zu 25% entladen wird, kann dies 6800 mal gemacht werden. Die Zyklenfestigkeit ist somit bei 25%-iger Entladung 6800 Zyklen.

Wir erkennen daraus, dass die Zyklenfestigkeit stark von der Entladetiefe (dod = depth of discharge) abhängig ist. Daraus folgend muss bei Herstellerangaben der Zyklenzahl immer die dazugehörige Entladetiefe (dod) angegeben bzw. hinterfragt werden.
Stationärbatterien, also Batterien die z.B. in USV-Ablagen eingesetzt werden, sind im Normalfall kaum einer zyklischen Belastung ausgesetzt. Wenn eine Notstromversorgung jedoch exponiert betrieben wird, wo Netzausfälle durch Witterungseinflüsse vermehrt vorkommen oder in Ländern mit häufigen oder länger andauernden Stromausfällen durch schwache Netze, ist es auf jedem Fall ratsam, auch in stationären Anwendungen zyklenfeste Gel-Batterien zu verwenden.

In der nächsten Ausgabe wollen wir uns mit den unterschiedlichen Betriebsarten und der dazu passenden Ladetechnik von Batterien widmen.